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Petrolio

    Come si forma il petrolio e quali sono i suoi campi d’impiego?

    PetrolioAll’origine il petrolio non è un fluido. Il suo nome infatti deriva da “olio da pietra” in quanto si trova intriso nella porosità di particolari rocce sedimentarie, dalle quali viene estratto con l’impiego di aria ed acqua compressa. Quando estratto si presenta quindi come un combustibile fluido (che deve peraltro essere mantenuto ad una certa temperatura per agevolarne lo scorrimento ed il trasporto), di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi.

    Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla Terra.

    Lo sfruttamento del petrolio ha origini antichissime: nell’antico Egitto era impiegato addirittura nella cura delle ferite, mentre in Mesopotamia, l’asfalto, che è un suo derivato, fu impiegato nella costruzione della città di UR già nel 3.000 a.C.. Per vari secoli fu utilizzato come impermeabilizzante e legante.

    Nelle moderne società industrializzate, i derivati del petrolio vengono utilizzati come carburanti  per autoveicoli, per il riscaldamento domestico, per l’industria e per la generazione elettrica. I derivati del petrolio costituiscono anche buona parte delle materie prime impiegate nell’industria delle materie plastiche e nell’industria chimica in generale, per la produzione di fertilizzanti, materiali da costruzione, fibre tessili, vernici, additivi alimentari. Lo sapevate infatti che l’inchiostro, i detersivi per i piatti, i deodoranti, le gomme da masticare, le lenti degli occhiali e tantissimi altri prodotti che utilizziamo quotidianamente sono derivati a partire da petrolio?

    Dal petrolio si ottengono la gran parte dei combustibili liquidi largamente impiegati nel settore dei trasporti (come per esempio la benzina e il gasolio): circa il 95% di quelli presenti sul mercato hanno infatti origine dai processi di raffinazione.

    Riserve e geopolitica

    PetrolieraLe riserve accertate al 2009 sono circa 1.300 miliardi di barili (fonte EIA – Energy Information Administration), di cui il 60% concentrato nei Paesi del medio Oriente (fonte BP Statistical Review of World Energy 2009).

    Agli attuali ritmi di produzione e consumo, si stima che le riserve di petrolio attualmente accertate possano soddisfare il fabbisogno energetico mondiale per i prossimi 40 anni, relativamente alla sua quota di utilizzo. Vale a dire che il petrolio sarebbe sufficiente per i prossimi 40 anni se dovesse continuare a soddisfare il 30% circa della domanda energetica mondiale.

    I paesi che fanno parte della classifica dei ‘top-five’ come produttori di petrolio sono: l’Arabia Saudita, la Russia, gli USA, l’Iran e la Cina.

    La raffinazione del petrolio

    La prima fase del procedimento di raffinazione del petrolio greggio è la separazione delle componenti di diverso peso molecolare: quelle più pesanti (che hanno un punto di ebollizione maggiore e che sono destinate alla produzione di oli lubrificanti, cere, etc.) rimangono nella parte bassa della colonna di frazionamento, mentre quelle più leggere (tra cui benzina, GPL, jet fuel, etc.) risalgono verso l’alto e possono essere facilmente asportate.

    Nel sottostante disegno semplificato si mostrano i più importanti processi che avvengono in una raffineria.

    Successivi e complessi trattamenti di purificazione e di aggiunta di additivi consentono al petrolio di trasformarsi in combustibili con caratteristiche appropriate agli utilizzi finali; per esempio il kerosene, utilizzato nel campo dell’aviazione, ha proprietà di volatilità intermedie tra benzina e gasolio e caratteristiche che per altri combustibili sono ‘solo’ oggetto di raccomandazioni; in questo caso vengono regolamentate da norme specifiche molto severe (corrosività, stabilità, qualità della combustione, etc.).

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    Uno tra i più importanti processi che avvengono in raffineria è il “reforming”, che ha come scopo una maggiore produzione di benzina rispetto alla distillazione, e il miglioramento della sua qualità come carburante.

    Una proprietà fondamentale della benzina è, infatti, il suo potere anti-detonante, ovvero la capacità di evitare l’accensione incontrollata della combustione. Indice del potere anti-detonante è il numero di ottano (tanto più alto è il numero di ottano, tanto meno la benzina ha tendenza a detonare) ed è proprio grazie al “reforming” catalitico che si fornisce una componente aromatica ad elevato numero di ottano necessaria per la formulazione della benzina. Allo stesso tempo si produce idrogeno (H2), necessario in altri processi di raffineria.

    La produzione di petrolio greggio è misurata in barili: 1 barilecorrisponde a 42 galloni USA ovvero a poco meno di 160 litri. Da un barile di petrolio greggio, dopo la raffinazione, si ricavano circa 75 litri di benzina, 34 litri di gasolio e molti altri prodotti (per esempio GPL, olio combustibile, etc.) utilizzati sia per scopi energetici che nei settori industriali più disparati.

     

    Il petrolio nel mondo ed in Italia

    Le riserve di petrolio accertate al 2018 sono circa 1.700 miliardi di barili, di cui circa la metà concentrato nei Paesi del medio Oriente:

     

    Riserve di petrolio (%) – Fonte: 2018 BP Statistical Review of World Energy

    Agli attuali ritmi di produzione e consumo, si stima che le riserve di petrolio attualmente accertate possano soddisfare il fabbisogno energetico mondiale per i prossimi 50 anni (fonte: BP) alla quota di produzione del 2017 ovvero 92,6 milioni di barili al giorno.

    I principali produttori di petrolio sono: USA, Arabia Saudita, Russia, Iran, Canda, Iraq e Cina.

    Il petrolio è la principale fonte primaria energetica al mondo (particolarmente nel settore dei trasporti) ma non nella generazione elettrica, coprendo il 32% del fabbisogno energetico globale ma essendo quasi scomparso nella generazione elettrica sia mondiale che nazionale (3.7% e 1.2%), soppiantato dal gas naturale.

    Il petrolio viene trasportato dai luoghi di estrazione sia con oleodotti (spesso lunghi migliaia di km attraverso deserti o territori che passano su più Paesi), sia con grandi navi cisterna (petroliere) che solcano i mari per portarlo ai Paesi di consumo. Convenzioni internazionali (Marpol) disciplinano le condizioni di trasporto e le caratteristiche di queste navi, per prevenire e/o limitare i danni durante le operazioni di carico/scarico del prodotto ed il trasporto via mare.

    Fonti di energia primaria mondo

     

    Fonti per generazione elettrica mondo

     

    Andamento quota globale di generazione elettrica per fonte

     

    Fuel mix Italia 2016 e 2017
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